对满足汽油机车辆排放法规要求污染物后处理技术的探究

杨寿海

（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州 545005）

对满足汽油机车辆排放法规要求污染物后处理技术的探究

杨寿海

（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州 545005）

随着经济的发展，中国已经成为世界上汽车产、销量最高的国家。在此发展过程中，我国机动汽车污染物排放成为导致生态环境恶化的主要因素之一。所以，汽油机车辆节能减排成为现阶段国家防治环境污染的主要途径。在此基础上，我国相关部门经过多次讨论和协商修改，于2013年9月17日正式出台了《GB18352.5-2013轻型汽车污染物排放限值及其测量管理办法（中国第五阶段）（以下简称“国V标准”）》的指导文件。按照国家质量监督总局和我国环境保护部联合发布的这一标准文件，从2018年新年伊始，将决定在全国范围内大力推行国V标准。当前，在我国北京市已经于2013年3月正式开始实施第五阶段汽油机车辆排放法规要求标准。因此，文章研究的目的旨在结合我国“国五”标准，对汽油机车辆污染物后处理技术相关内容进行研究。

汽油机；车辆排放法规；污染物；后处理技术

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.087

CLC NO.: U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-259-03

前言

我国的汽油机车辆排放法规要求是参照欧盟体系建立的，因此具有明显的阶段性升级特点。从1993年我国全面实施欧I排放标准到2015年开始实施欧VI号标准，对汽车污染物排放的限制要求在不断提高，同时对污染物排放总量的要求规范也在继续升级。因此，在过去的十几年中，我国机动车辆污染物排放控制管理基本呈现出一种“小步快跑”的特点，经过几次不同程度的升级，我国机动车辆总数在不断得到控制的前提下，污染物的后处理技术业在不断提高。如下是我国汽油机车辆污染物排放法规要求[1]：

表1 我国汽油机车辆污染物排放法规升级进程

1、污染物后处理过程中不断提高油品质量

一般情况下，汽车机油以及燃油质量会对污染物排放控制系统的实际运行性能造成一定影响。由于NOx与氧传感器及三元催化剂对油品的实际质量很敏感，因此当汽车油品质量得到良好的保障时，后处理装置与先进的电控系统才能充分发挥其作用。比如，利用颗粒捕集器进行碳颗粒污染物处理时，需要汽车使用低硫燃油。因此，对于汽车发动机系统而言，不论是新车还是二手车，好的油品质量是保证汽车污染物排放控制系统性能不断得到优化的重要基础。

2、污染物后处理过程中的载体技术

污染物处理过程中的载体技术主要采用金属或陶瓷等作为技术处理的物质载体，然后将贵金属催化剂涂敷之后，进行封装成催化转化器，用于处理排放污染物的装置。在此过程中，当确定催化器的体积后，需要利用更高目数及更薄壁厚的载体，使之具有更大表面积的物质进行催化反应，从而在提升催化转化效率的过程中，不断提升催化反应的耐久性。从应用实践情况来看，这种后处理技术能够显著减小催化器的实际容量，从而将排气系统的背压降低[2]。

3、污染物后处理过程中的紧耦合催化器和涂覆技术

这种技术主要在靠近汽车发动机排气歧管的部位，增加一个催化转化器，利用发动机排气热量将催化器加热，使催化转化器快速起燃。这种处理技术主要作用是有效降低汽车发动机在冷启动过程中的污染物排放量。在此过程中，还可采用涂敷技术进行污染物处理与控制。比如，在催化转化器中贵金属采用分区涂覆，以及通过涂敷几种不同种类的活性物质，从而使催化剂的性能不断得到优化，进一步提升材料的综合利用效率与污染物的处理效率。

4、污染物后处理过程中的三元催化剂技术

采用三元催化技术可有效控制汽车中NOx、CO、HC、NMHC等污染物质的排放。其主要在一种封闭式的环孔系统中，采用氧传感装置获取排气混合气体氧含量高低信号。通过ECU进行精准的控制空燃比，将空燃比数值控制在“1”左右的狭窄窗口内，使排气污染物在催化转化器的氧化还原作用下将HC与CO一同转化为CO2和H2O。与此同时，其还可促进N2与NOX进行还原反应[3]。

5、污染物后处理过程中控制气油机颗粒物

众所周知，雾霾产生的重要原因是空气中出现了大量的污染颗粒物。因此，在“国五”排放标准出台后，管理法规明确规定，在信息申报时需要测量车辆污染物中的颗粒物。因此，对污染物中的颗粒物进行控制，主要采用壁流式的颗粒捕获后处理技术装置，使汽车尾气从捕获器的一端进入到通道，此时通道在另一端被封闭。因此，汽车尾气只能从壁面进入到相邻孔道进行排放，在此处理过程中，污染物中的颗粒物会被有效沉积在壁面中的过滤装置中。当颗粒捕集器温度升高后，碳颗粒在高温下燃烧成CO2排出，实现颗粒捕集器再生。

6、污染物后处理过程中的NOx控制技术

NOx又简称为LNT，其是一种捕获催化剂，对于我国现阶段轻型的汽油机车辆污染物排放控制而言，这是一种十分有效的后处理技术。其主要在一种稀燃运行条件下，通过将三元催化剂或具有氧化性的催化剂置于汽车发动机的紧耦合位置，以此促进NO2与NO转化。这种处理技术的主要优点是能够将硝盐酸与催化反应剂一同保存下来。当汽车发动机处于一种稀燃稳定运行工况时，这种技术处理物质可以形成由碱土金属和强碱及其它相关稀土元素组成的硝盐酸物质。因此，这种催化剂更适合于排量在2.0L-2.5L之间的汽车污染物后处理，在处理过程中，混动发动机能够不断降低汽车在低负荷运行时NOx的实际排放量。

7、污染物后处理过程中采用稀燃DeNOx催化剂进行处理

稀燃催化剂DeNOx又被称为HC-SCR催化剂，因此在具体应用过程中可以采用这一催化剂还原NOx为N2。其应用的主要优点是不需要在反应处理过程中加入新的尿素等催化剂。但是，其也具有一定的缺点，比如在污染物后处理过程中，时间转化效率较低。本文在研究过程中，通过使用两种不同硫含量的燃油，然后将二者的油品参数控制到同一参数范围内，当其中的硫含量从49ppm降低到6ppm时，DeNOx催化剂对NOx的实际转化率将由原来的14%上升到26%。

8、结束语

综上所述，随着我国生态环境污染问题日益突出，机动车辆污染防治法规也在进一步升级。因此，本文通过结合我国实际的汽油机车辆污染物排放管理法规进行后处理技术分析。希望通过论述研究，为新的管理办法升级及新的处理技术实施奠定科学的理论以及技术基础。

[1] 周敏.满足汽油机车辆排放法规要求的污染物后处理技术[J].汽车维修与保养,2015,02:90-91.

[2] 杨友文,胡云昊,张子庆,孟铭.新油耗与排放法规下汽油发动机技术对燃油的要求[J].石油炼制与化工,2015,06:101-106.

[3] 帅石金,唐韬,赵彦光,华伦.柴油车排放法规及后处理技术的现状与展望[J].汽车安全与节能学报,2012,03:200-217.

To meet the requirements of gasoline engine vehicle emission regulations pollutants post-processing technology of exploration

Yang Shouhai
( Dongfeng liuzhou automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545005 )

With economic development, China has become the world's automobile production and sales of the highest in this development process, China's emissions of motor cars has become one of the main factors leading to the deterioration of the ecological environment. Therefore, the gasoline engine vehicle energy saving become a major national program to combat environmental pollution countermeasures stage. On this basis, China's relevant departments after several discussions and consultations modify at September 17, 2013 formally introduced the "GB18352.5-2013 light vehicle emission limits and measurement management practices (China Phase V) (hereinafter referred to as "V standard"). " In accordance with this standard requires the State Administration of Quality Supervision and Environmental Protection in China jointly issued not from the beginning of the year 2018, will be decided in the country vigorously country V standards currently in our Beijing has officially started in March 2013 the implementation of the landmark five-stage gasoline engine vehicle emission standards and regulatory requirements.Therefore, the purpose of this study was to combine our country after five standard gasoline engine vehicle pollutant treatment technology related content research.

Gasoline engine; vehicle emission regulations; pollutants; post-processing techniques

U461.9

A

1671-7988(2016)10-259-03

杨寿海（1981-），男，助理工程师，就职于东风柳州汽车有限公司PV技术中心，从事汽车开发与汽车排放后处理技术研究。